Roboterschwärme

Bio-hybride Roboter lassen Bauwerke aus Pflanzen wachsen

| Redakteur: Katharina Juschkat

Gewachsene Strukturen statt selbst gebaute – diesen Ansatz verfolgt die internationale Forschergruppe „Flora Robotica“.
Gewachsene Strukturen statt selbst gebaute – diesen Ansatz verfolgt die internationale Forschergruppe „Flora Robotica“. (Bild: flora robotica)

Wie grün werden unsere Städte? Ein europäisches Forschungsteam entwickelt Roboterschwärme, die mit Pflanzen zusammenarbeiten und dadurch eine neue, natürliche Architektur schaffen sollen. Jetzt stellte die Forschergruppe ihre neusten Ergebnisse vor.

Die synthetischen Materialien, die wir benutzen, um Produkte und Gebäude herzustellen, altern, zerfallen, erfüllen schließlich nicht mehr ihre Funktion und müssen ersetzt werden. Im Gegensatz dazu gewinnen Pflanzen durch ihr Wachstum und das sich festigende Gewebe beständig an Größe und Stärke und erneuern laufend ihre Bestandteile.

Diesem Ansatz folgt eine Gruppe von Informatikern, Robotikern, Zoologen, Zellbiologen, Mechatronikern und Architekten aus Deutschland, Dänemark, Österreich und Polen in dem Projekt „Flora Robotica“. Seit 2015 forscht die Gruppe, gefördert von der EU unter der Leitung von Prof. Heiko Hamann der Universität zu Lübeck – jetzt haben sie ihre neuesten Ergebnisse veröffentlicht.

Lebende Brücke hält Umwelteinflüssen stand

Über 50 Meter lange lebende Brücke bei Rangthylliang, Meghalaya
Über 50 Meter lange lebende Brücke bei Rangthylliang, Meghalaya (Bild: Rangthylliang 50+ meter living root bridge / Anselmrogers / CC BY-SA 4.0)

Pflanzen sind komplexe Organismen, die ihre Umwelt wahrnehmen und auf Umweltveränderungen reagieren. Es besteht eine lange Historie von Gärtnern und Kunsthandwerkern, die sich dieser natürlichen Stärke der Pflanzen bedient haben, indem sie Hecken und Bäume beliebig formten. In Meghalaya, Indien, hat man lebende Pflanzen sogar Brücken bilden lassen, die sich im feuchten Klima bedeutend besser halten als Stahlbrücken.

Im Projekt „Flora Robotica“ werden bio-hybride Roboter entwickelt, die mit Pflanzen kooperieren, um ihre Formung zu automatisieren. Sie erweitern die natürlichen Fähigkeiten der Pflanzen, Entscheidungen zu treffen, und eröffnen neue Möglichkeiten der Kommunikation zwischen Mensch und Pflanze, so dass ein Benutzer das Wachstum steuern und formen kann.

Roboter steuern die Pflanzen mit Lichtreizen

Die Roboter nutzen die natürliche Reaktion der Pflanzen auf ihre Umwelt, indem sie gezielt Lichtreize an die Pflanzen senden. Dadurch wird deren Wachstum in Formen und Muster geleitet, die ansonsten so nicht entstehen würden. In ihrem aktuellen Artikel berichten die Wissenschaftler, wie eine Gruppe von immobilen Roboterknoten Kletterpflanzen ein Muster entlang einem ca. zwei Meter hohen Klettergerüst wachsen lässt.

Roboter wurden schon in der Vergangenheit eingesetzt, um Pflanzenwachstum zu beeinflussen, etwa in automatisierten Gewächshäusern. In „Flora Robotica“ gehen die Wissenschaftler einen entscheidenden Schritt weiter: Ihr Ziel ist es, das Pflanzenwachstum durchgehend zu beeinflussen und auf diese Weise neuartige architektonische Gebilde entstehen zu lassen. Roboterschwärme werden zu Baumeistern einer völlig neuen Pflanzenarchitektur.

Die intelligenten Pflanzen sollen künftig dabei helfen, nachhaltige Städte und Lebenswelten aufzubauen, von “lebendigen Mauern” über Möbel bis hin zu ganzen Häusern. In dem Projekt nimmt aber auch architektonische Ästhetik einen wichtigen Platz ein, und es entstehen neue, sich permanent ändernde, ressourcenschonende architektonische Systeme.

An „Flora Robotica“ sind die Universität zu Lübeck, die Adam Mickiewicz Universität in Polen, das Centre for Information Technology and Architecture aus Dänemark, die Firma Cybertronica Research, die IT University of Copenhagen in Dänemark und die Karl-Franzens-Universität Graz beteiligt.

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